Znakowanie i obrazowanie blaszek amyloidowych w tkance mózgowej przy użyciu naturalnej kurkuminy polifenolowej

Panchanan Maiti; Alexandra Plemmons; Zackary Bowers; Charles Weaver; Gary Dunbar

doi:10.3791/60377

Subskrypcja JoVE jest wymagana do oglądania tego materiału. Zaloguj się lub rozpocznij bezpłatny okres próbny.

Artykuł metodologiczny

Znakowanie i obrazowanie blaszek amyloidowych w tkance mózgowej przy użyciu naturalnej kurkuminy polifenolowej

12.8K wyświetleń

⸱

DOI:

10.3791/60377

⸱

1 listopada 2019

Panchanan Maiti¹^,²^,³^,⁴^,⁵ , Alexandra Plemmons¹ , Zackary Bowers²^,³ , Charles Weaver⁵ , Gary Dunbar¹^,²^,³^,⁴

¹Field Neurosciences Institute, Ascension St. Mary's Hospital, ²Field Neurosciences Institute Laboratory for Restorative Neurology, Central Michigan University, ³Program in Neuroscience, Central Michigan University, ⁴Department of Psychology, Central Michigan University, ⁵Department of Health Sciences, Saginaw Valley State University

W tym artykule

Podsumowanie

Kurkumina jest idealnym fluoroforem do znakowania i obrazowania blaszek białkowych beta amyloidu w tkance mózgowej ze względu na jej preferencyjne wiązanie z białkiem beta amyloidu, a także strukturalne podobieństwa do innych tradycyjnych barwników wiążących amyloid. Może być stosowany do znakowania i obrazowania blaszek białkowych beta amyloidu skuteczniej i taniej niż tradycyjne metody.

Streszczenie

Odkładanie się białka beta amyloidu (Aβ) w przestrzeniach poza- i wewnątrzkomórkowych jest jedną z charakterystycznych patologii choroby Alzheimera (AD). Dlatego wykrycie obecności Aβ w tkance mózgowej choroby Alzheimera jest cennym narzędziem do opracowywania nowych metod leczenia w celu zapobiegania postępowi choroby Alzheimera. Kilka klasycznych barwników wiążących amyloid, fluorochrom, sondy obrazowe i przeciwciała specyficzne dla Aβ zostały użyte do histochemicznego wykrycia Aβ w tkance mózgowej AD. Stosowanie tych związków do wykrywania Aβ jest kosztowne i czasochłonne. Jednak ze względu na intensywną aktywność fluorescencyjną, wysokie powinowactwo i specyficzność dla Aβ, a także podobieństwa strukturalne z tradycyjnymi barwnikami wiążącymi amyloid, kurkumina (Cur) jest obiecującym kandydatem do znakowania i obrazowania blaszek Aβ w pośmiertnej tkance mózgowej. Jest to naturalny polifenol z ziela Curcuma longa. W niniejszym badaniu Cur został użyty do histochemicznego znakowania blaszek Aβ zarówno z genetycznego mysiego modelu 5x rodzinnej choroby Alzheimera (5xFAD), jak i z ludzkiej tkanki AD w ciągu minuty. Zdolność znakowania Cur porównano z konwencjonalnymi barwnikami wiążącymi amyloid, takimi jak tioflawina-S (Thio-S), czerwień kongijska (CR) i fluoro-jadeit C (FJC), a także przeciwciała specyficzne dla Aβ (6E10 i A11). Zaobserwowaliśmy, że Cur jest najtańszym i najszybszym sposobem znakowania i obrazowania blaszek Aβ w porównaniu z tymi konwencjonalnymi barwnikami i jest porównywalny z przeciwciałami specyficznymi dla Aβ. Ponadto Cur wiąże się z większością gatunków Aβ, takich jak oligomery i fibryle. Dlatego Cur może być stosowany jako najbardziej opłacalny, prosty i szybki środek do wykrywania fluorochromu dla blaszek Aβ.

Wprowadzenie

Choroba Alzheimera (AD) jest jednym z najczęstszych, związanych z wiekiem, postępujących zaburzeń neurologicznych i jedną z głównych przyczyn zgonów na całym świecie¹^,². Zaburzenia uczenia się, pamięci i funkcji poznawczych, wraz z zaburzeniami neuropsychiatrycznymi, są częstymi objawami objawiającymi się w AD³. Chociaż etiologia choroby Alzheimera nie została w pełni wyjaśniona, dostępne dowody genetyczne, biochemiczne i eksperymentalne wskazują, że stopniowe odkładanie się Aβ jest ostatecznym biomarkerem dla AD⁴. To nieprawidłowo sfałdowane białko gromadzi się ....